• 한국화재소방학회논문지
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• 제33권3호
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• pp.37-43
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• 2019

본 연구에서는 2유체노즐을 이용하여 에탄올 풀화재(Ethanol pool fire) 소화 실험을 수행하였다. 화원 면적이 5.027 × 10^-3 ㎡와 1.131 × 10^-2 ㎡(연료팬 직경은 각각 80 mm와 120 mm)를 대상으로 하였고, 화재 소화 실험 시 2유체노즐로의 공급 유량의 경우 물은 156-483 g/min, 공기는 20-70 L/min 조건이었다. 화원 면적이 증가하면 열방출률도 증가하였고, 화원 면적이 5.027 × 10^-3 ㎡와 1.131 × 10^-2 ㎡일 때의 열방출률은 각각 1.01 kW와 5.51 kW로 측정되었다. 본 실험 영역에서 2가지 화원 면적 조건 모두, 물 공급 유량 조건과는 상관없이 공기 공급 유량이 40 L/min 이상의 조건에서 소화가 가능하였다. 소화 소요 시간 및 물 소모량의 경우 모든 물 공급 유량 조건에서 공기 공급 유량이 증가함에 따라 감소하는 경향이 관찰되었고, 공기 공급 유량이 비교적 많은 영역(예를 들면, 약 50 L/min 이상)에서 소화 소요 시간은 약 23 s, 물 소모량은 약 185 g 이내로 나타났다. 본 연구 결과와 단일유체노즐을 이용한 기존 연구 간 단위 열방출률 당 물 소모량 비교를 통하여, 2유체노즐이 단일유체노즐에 비해 더 적은 물 소모량으로 소화가 가능할 수 있음을 확인하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제26권4호
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• pp.471-483
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• 1994

시험용기가 1.7㎥가 되는 소규모 나트륨화재 실험 시설을 건설하여 나트륨 관련시설에서 발생가능한 풀형화재, 분무형화재, 그리고 원주형화재와 같은 나트륨화재 실험을 실시하였다. 그 결과 풀형화재는 나트륨 주입량에 비하여 온도 및 압력 증가치가 분무형화재와 원주형화재보다 훨씬 작지만 상당기간 나트륨풀과 용기안의 온도를 높게 유지시키며 나트륨 주입량이 많을 경우 용기내의 산소를 거의 소모시켜 용기안의 산소농도를 0mol%에 근접시키고 진공 상태까지 이르게 하였다. 분무형화재는 분산된 작은 나트륨이 순간적으로 산소와 반응하여 급격히 용기내의 온도와 압력을 증가시키며 곧 감소하였다. 분무형 화재의 최고 도달온도와 압력은 초기 산소농도 그리고 나트륨 주입온도에 따라 크게 다름을 보여 주었다. 원주형화재는 분무형화재와 거의 유사하지만 좀 더 많은 양의 나트륨을 시험용기내에 주입시켜도 최고 도달 온도와 압력이 분무형보다 작았다. 그리고 분무형화재와 원주형화재에서는 풀형화재에 비하여 순간적으로 분산된 나트륨이 산화하여 용기내의 측정위치에 따라 온도분포가 크게 다름을 보여주었다. 끝으로, 풀형화재 소화실험에서는 소화제 graphex가 효과적으로 나트륨 화재를 진화시킬 수 있음을 확인하였다.

• 터널과지하공간
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• 제15권1호
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• pp.55-60
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• 2005

본 연구는 터널내 화재 발생시 종류식 환기가 연소율 변화에 미치는 영향을 파악하기 위하여 Froude scaling에 의해 1/20크기로 축소한 모형화재 실험을 수행하였다. 화원으로는 $8.5cm{\sim}14.5cm$의 메탄올을 사용하였으며 발열량은 $3.57{\sim}10.95kW$이다. 연소율은 로드셀을 이용하여 산출하였고, 연기거동을 파악하기 위하여 K형 열전대를 이용하여 온도분포를 측정하였다. 풍동은 터널의 한쪽부분과 연결하였고, 터널 공간의 배연속도를 제어하기 위하여 풍동의 전압을 조절하였다. 메탄올 화재인 경우 배연속도가 증가할수록 냉각효과로 인하여 연소율은 감소하였으며, 또한 같은 무차원속도(V)일때 화원 크기가 커짐에 따라 연소율은 감소하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제32권5호
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• pp.34-39
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• 2018

본 연구에서는 구획 공간 화재 시 발열량이 급격히 변하는 조건에서 스프링클러헤드의 손실인자 변화에 따른 작동시간을 분석하였다. 이를 위해서 내화보드로 구성된 구획 공간의 크기가 폭 0.3 m, 세로 0.5 m, 길이 3.0 m인 구조물을 제작하고 헵탄(n-Heptane) 풀 화재 실험을 수행하여 구획 공간 내부의 온도 분포, 헵탄의 질량감소율 그리고 발열량을 산출하였다. 또한, Fire Dynamics Simulator (FDS) Version 6.5를 사용하여 실험 조건과 동일한 발열량을 가정하고 스프링클러헤드의 설치위치 및 손실인자(C-factor) 변화에 따른 작동 시간을 분석하였다. 그 결과 반응시간지수(Response Time Index, RTI)가 $100(m{\cdot}s)^{0.5}$이고 작동온도가 $72^{\circ}C$인 스프링클러는 화원 상층부의 기류 온도가 $100^{\circ}C$에서 $300^{\circ}C$로 상승하고, 기류의 속도가 약 0.7 m/s인 경우 C-factor = 0과 1일 때 스프링클러의 작동시간은 최소 30 s~60 s, C-factor = 3일 때 62 s에서 최대 92 s, C-factor = 5일 때 120 s 이상으로 나타났다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제28권5호
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• pp.1-7
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• 2014

본 연구에서는 대형 콘 칼로리미터(large scale cone calorimeter, LSC)를 사용하여 헵탄 풀 화재(pool fire) 실험에서 화원의 직경 변화에 따른 발열량(HRR) 측정 결과를 정량적으로 분석하였다. 발열량에 중요한 영향을 미치는 연소율(burning rate)은 A. Hamins의 연구 자료에서 제시한 모델링 곡선과 비교하여 정확성을 검증하였으며, 산소 소모법에 의한 연소효율(combustion efficiency)은 이론발열량에 비해서 91% 정도로 J. Gore이 제시한 헵탄의 연소효율 92%와 유사한 것을 확인하였다. 엔탈피소모법에 의한 열손실은 전체 발열량의 54% 정도로 측정부에서 대류 발열량으로 측정되었으며, 본 연구 결과는 화재실험에서 발열량 측정값의 신뢰성 분석(reliability analysis)을 위한 기초 연구 자료로 활용하는데 유용한 정보가 될 것으로 사료된다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제33권5호
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• pp.28-36
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• 2019

본 연구에서는 분사 형태(Spray pattern)가 중실원추형(Full cone) 및 중공원추형(Hollow cone)인 2유체 미립화기를 이용하여 공급 기체 및 미분무가 헵탄 풀화재(Heptane pool fire) 소화 성능에 미치는 영향을 검토하였다. 2유체 미립화기의 공급 기체로 30 lpm (Liter per minute; L/min)의 공기 또는 질소를 이용하였으며, 물을 공급하지 않은 경우(즉, 공기 또는 질소만 분사한 경우)와 물 0.085 lpm을 공급한 경우(즉, 미분무와 공급 기체를 함께 분사한 경우)에 대해 실험을 수행하였다. 실험 결과, 공급 기체만 분사한 경우보다 미분무와 공급 기체를 함께 분사한 경우에, 그리고 중공원추형인 경우보다 중실원추형인 경우에 빠르게 화재 소화 가능함을 확인하였다. 또한, 중실원추형의 경우, 미분무와 공급 기체 함께 분사 시 화재 소화 성능에 미분무의 영향은 지배적이었으나 공급 기체의 영향은 미비한 것으로 관찰되었다. 반면, 중공원추형의 경우, 중실원추형과 달리 미분무와 공급 기체 함께 분사 시 공급 기체로 질소를 공급한 경우가 공기를 공급한 경우에 비해 평균 화재 소화 시간이 확연하게 짧아지는 것으로 측정되었고, 이를 통해 미분무 뿐 아니라 공급 기체도 화재 소화 성능에 지대한 영향을 미칠 수 있음을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제26권7호
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• pp.976-982
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• 2002

In this study, smoke movement in tunnel fire with natural ventilation shaft has been investigated with various size of fire source. Gasoline pool fire with different size of diameter - 73mm, 100mm, 125mm and 154mm - was used to describe fire source. Experimental data is obtained with 1/20 model tunnel test and its results are compared with numerical results. The computation were carried out using FDS 1.0 which is a field model of fire-driven now. Temperature profiles between measured and predicted data are compared along ceiling and near the ventilation shaft. Both results are in good agreement with each other. In order to evaluating a safe egress time in tunnel fire, horizontal smoke front velocity was measured in model tunnel fire tests and those are compared with numerical results. According to the presence or absence of natural ventilation shaft, ventilation effect are estimated quantitatively. Finally, this paper shows that computational fluid dynamics(CFD) is applicable to predict fire-induced flow in tunnel.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제33권1호
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• pp.39-44
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• 2019

본 연구에서는 구획 화재 시 벽면을 구성하고 있는 재료 특성과 질량 유속의 상관관계를 분석하였다. 이를 위해서 내화보드와 철판 각각을 사용하여 폭 0.3 m, 높이 0.5 m 그리고 길이 3.0 m의 한 쪽 면이 밀폐된 구조물을 제작하였으며, 헵탄 풀 화재 실험을 수행하여 연소면적 $0.01m^2$과 $0.0225m^2$ 각각에 대해서 화원의 위치 변화에 따른 질량 감소율을 산출하였다. 그 결과 헵탄의 질량 유속은 연소 초기 $0.0087kg/m^2{\cdot}s$에서 내화보드 구조물의 경우 최대 $0.166kg/m^2{\cdot}s$로 증가하였으며, 철판 구조물의 경우 최대 $0.019kg/m^2{\cdot}s$ 증가하는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 구획 공간에서 화재 확산을 보다 정확하게 예측하기 위해서는 재료의 열적 특성과 기하학적 형상을 고려하여 화재시나리오가 구성되어야 하는 것을 의미한다.

• 설비공학논문집
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• 제17권10호
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• pp.914-921
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• 2005

In this study, the 1/20 reduced-scale experiment using Froude scaling were conducted to investigate the effect of longitudinal ventilation velocity on the burning rate in tunnel fires. The methanol pool fires with heat release rate ranging from 2.02 kW to 6.15 kW and the n-heptane pool fires with heat release rate ranging from 2.23 kW to 15.6 kW were used. The burning rate of fuel was obtained by measuring the fuel mass at the load cell. The temperature distributions were observed by K-type thermocouples in order to investigate smoke movement. The ventilation velocity in the tested tunnel was controlled by inverter of the wind tunnel. In methanol pool fire, the increase in ventilation velocity reduces the burning rate. On the contrary in n-heptane pool fire, the increase in ventilation velocity induces large burning rate. The reason for above conflicting phenomena lies on the difference of burning rate. In methanol pool fire, the cooling effect outweighs the supply effect of oxygen to fire plume, and in n-heptane pool vice versa.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2004년도 전력전자학술대회 논문집(1)
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• pp.465-469
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• 2004

액정 디스플레이의 백라이트 광원으로 냉음극 방전램프(CCFL: Cold Cathode Fluorescent Lamp)가 일반적으로 사용된다 최근 LCD 모니터의 두께는 갈수록 얇아지며, 화면은 넓어지고 있는 대형화 추세이다. 기존의 권선형 변압기를 이용 인버터를 구성하여 멀티램프를 구동하고 있지만 이는 코어나 권선 손실에 의한 효율 저하와 부피나 중량의 증가, 그리고 과열에 의한 화재의 위험성을 가지고 있다. 이러한 문제들을 해결하기 위해 본 논문에서는 압전 변압기를 이용한 멀티램프 구동용 인버터를 설계 지침에 따라 구성하였다. 인버터 하나로 압전변압기를 병렬로 연결하는 방식을 이용하였고, 또한 전류 부담이 적은 외관 전극 형광 램프(EEFL: External Electrode Fluorescent Lamp)를 이용한 멀티램프 구동 방법을 압전 인버터에 적용 가능한지 고찰하였다. 적용한 방식으로는 풀-브리지 (Full-Bridge)회로를 응용하였다.